Kosten runter mit 1.500 Volt

Auf seinem Firmengelände in Bruchsal bei Karlsruhe hat John Deere eine rund 30.000 Quadratmeter große Photovoltaikanlage in Betrieb genommen. Mit 6.500 Modulen gehört der auf den Dachflächen des Europäischen Ersatzteilvertriebszentrums (E-PDC) installierte Generator zu den größten in Europa.

Die Gesamtleistung liegt bei 1,6 Megawatt. „Dieses Vorhaben ist Teil der Strategie, unseren globalen Fußabdruck an Kohlendioxid zu verringern“, sagt Jens Hüttebräucker, Projektleiter bei John Deere. „Zugleich machen wir uns damit unabhängiger von externen Stromlieferanten und können in Zukunft erhebliche Mengen an Energie einsparen.“

Der Generator wurde nicht mit Stringwechselrichtern, sondern mit Zentralwechselrichtern von Kaco New Energy angeschlossen. Der Powador verarbeitet in seinen MPP-Trackern bis 600 Volt aus dem Solarfeld. Die Solarmodule stammen von Solarworld.

Errichtet wurde die Anlage von Wierig Solar aus Siegburg bei Bonn. Das Unternehmen plant und baut ausschließlich gewerbliche Solaranlagen ab 100 Kilowatt aufwärts.

Insgesamt sollen mit der Anlage in Bruchsal jährlich 1,6 Gigawattstunden erzeugt und damit über 1.000 Tonnen Kohlendioxid eingespart werden. Etwa 98 Prozent der gewonnenen Energie werden unmittelbar auf dem Gelände genutzt.

Nur zwei Prozent wandern ins Stromnetz. An Verbrauchern mangelt es nicht. Sowohl das Kabinenwerk als auch das Vertriebszentrum für Ersatzteile verfügen über einen Energiebedarf, den die neue Photovoltaikanlage bislang nur zu zehn Prozent decken kann.

Gemeinsam mit Wierig Solar hat John Deere zwei wichtige Kriterien erfüllt: „Einerseits haben wir diese Anlage aus Sicherheitsgründen mit einer besonderen aerodynamischen Unterkonstruktion ausgestattet“, erläutert Wolfgang Voß, Leiter des Werks in Bruchsal. „Andererseits haben wir aus Gründen der Qualität und der Wartung ausschließlich auf Komponenten aus deutscher Produktion gesetzt.“

Das Beispiel beweist: Bei den gewerblichen Dachanlagen könnten die großen Zentralwechselrichter eine neue Bedeutung erhalten. Bislang ist ihre Domäne der Solarpark auf dem Freiland. Das Beispiel in Bruchsal zeigt, dass die Großgeräte auch auf dem Dach eine Nische finden.

Generell hat sich der Markt für Wechselrichter international gut entwickelt: Im ersten Quartal 2015 wurden nach Angaben von IHS weltweit rund elf Gigawatt Wechselrichterleistung umgesetzt. Nach schwierigen, sehr schwierigen Jahren schreiben die deutschen Hersteller SMA und Kaco wieder schwarze Zahlen, legten bei Umsatz und Gewinn deutlich zu.

Ein Gerät für den ganzen Globus

Auch andere Anbieter wie ABB (vormals Power-One) profitieren von der steigenden Nachfrage. Denn vor allem Solarparks werden auf den Wachstumsmärkten hingeklotzt. Und dadurch steigt die Nachfrage nach Zentralwechselrichtern.

Das war vorauszusehen, deshalb haben die Anbieter in diesem Jahr neue Systeme auf den Markt gebracht. Die Großwechselrichter sind per se ein globales Geschäft, auch wenn sich die Netzspannungen und Netzfrequenzen in den einzelnen Zielmärkten unterscheiden.

Märkte wie in den USA, Japan, Thailand, China oder Indien haben unter Umständen sehr verschiedene Vorschriften, unabhängig von den elektrischen Betriebsdaten der Netze. Doch das lässt sich mit Software erledigen, betrifft es doch vor allem die Steuerplatine.

ABB beispielsweise brachte den neuen PVS980 auf den Markt, eine Weiterentwicklung des PVS800 aus dem Vorjahr. „Dieses Gerät ist für den weltweiten Einsatz vorgesehen“, erläutert Nannette Bauer von ABB. „Die Hardware ist faktisch auf jedem Markt gleich, die Netzanforderungen werden durch Software erfüllt.“

Weil der Preisdruck bei den großen Solarparks besonders stark ist, müssen auch die Anbieter knallhart kalkulieren: 2008 durfte das Megawatt Wechselrichterleistung noch 250.000 US-Dollar (rund 233.500 Euro) kosten. Heute sind es höchstens 50.000 US-Dollar (46.700 Euro).

Höhere Spannungen aus dem Modulfeld

ABB hat den neuen Großwechselrichter auf eine DC-Eingangsspannung von 1.500 Volt ausgelegt, um möglichst viel Energie von der Fläche zu ernten. Hohe Spannungen erlauben geringere Ströme, also weniger Kupfer in den Schienen und in der Verkabelung. Das ist ein wichtiger Vorteil gegenüber Stringwechselrichtern, die meist mit maximal 1.000 Volt laufen.

SMA brachte in diesem Jahr das Utility Power System auf den Markt, das als Prototyp erstmals in Bad Staffelstein vorgestellt und dann im Juni auf der Intersolar in München enthüllt wurde. Die neue Zentralstation beinhaltet die Mittelspannungstechnik und den Anschluss ans Netz.

Die Anlage läuft mit 1.000 Volt Gleichspannung aus dem Modulfeld oder mit 1.500 Volt. Der kleinere Wechselrichter leistet 2,2 Megawatt, die Variante mit 1.500 Volt bringt 2,5 Megawatt ans Netz. Auch die spätere Umrüstung von 1.000 Volt auf 1.500 Volt ist möglich. Denn generell geht der Trend bei den großen Solarparks hin zu 1.500 Volt aus dem Solargenerator.

Zusätzliche Funktionen fürs Netz

SMA hat den Betriebsbereich des neuen Zentralwechselrichters bis zur Leerlaufspannung ausgedehnt. In der Planung lässt sich das System bis zu 150 Prozent auslegen (Verhältnis DC/AC). Der Großwechselrichter verfügt über ordentliche Leistungsreserven und kann sogar negative Frequenzregelung nutzen.

Bis zu 24 abgesicherte DC-Eingänge stehen zur Verfügung. Die Schaltung entspricht der T6-Topologie. Das Gerät ist luftgekühlt und außerordentlich kompakt, was die Energiedichte von 190 Kilowatt je Kubikmeter bestätigt.

Bis zu zehn Megawatt können in einem 40-Fuß-Container installiert werden. Der Einsatz ist zwischen minus 40 Grad Celsius und plus 60 Grad Celsius möglich, bis hinauf zu 4.000 Metern alpiner Höhe.

Sungrow zieht nach

Neben den europäischen Herstellern ist es vor allem der chinesische Konkurrent Sungrow, der sich in die Bresche wirft. Sungrow hatte in München eine ganze Bauserie von Zentralwechselrichtern zwischen 100 bis 1.260 Kilowatt gezeigt. Flaggschiff war der SG500MX.

Allerdings wurden bereits neue Modelle angekündigt. „Bislang hatten wir keine richtige Lösung für Zentralwechselrichter“, erläutert Tobias Krauth von Sungrow. „Nun liefern wir auch Großwechselrichter schlüsselfertig aus, also mit Schaltanlage für die Mittelspannung.“

Seit dem dritten Quartal ist der neue Gigant lieferbar, der übrigens wie die Stringwechselrichter von Sungrow gleichfalls einen Wirkungsgrad von 99 Prozent schafft. Die Stationen können bis zu 2,8 Megawatt (AC) anschließen, in gängigen 20-Fuß-Containern.

Die Station wiegt 13,8 Tonnen und war zunächst für 1.000 Volt DC ausgelegt. Mittlerweile bieten die Chinesen auch eine Variante für 1.500 Volt aus den Modulfeldern an.

Insgesamt 7,5 Gigawatt in Nordamerika verkauft

Die von SMA in Nordamerika insgesamt installierte Leistung übersteigt mittlerweile 7,5 Gigawatt. Alles in allem waren in Nordamerika bis zum Ende des ersten Halbjahres 2015 rund 22 Gigawatt installiert, davon 20 Gigawatt in den USA. Insgesamt wird rund ein Drittel aller in den USA, Kanada und Mexiko laufenden Solargeneratoren mit Wechselrichtern von SMA betrieben. „SMA ist seit 15 Jahren in Nordamerika vertreten“, sagt Vorstandssprecher Pierre-Pascal Urbon. „Wir sind stolz darauf, hier Hunderte von Arbeitsplätzen geschaffen zu haben.“

Bereits 2001 startete SMA seine Vertriebs- und Serviceaktivitäten in Nordamerika mit der Gründung von SMA America in Grass Valley (Kalifornien). 2009 kam ein Werk in Denver (Colorado) hinzu, zu diesem Zeitpunkt die zweitgrößte Fertigungsstätte für Solarwechselrichter weltweit. Ein Jahr später wurde SMA Canada gegründet, um die wachsende Nachfrage in Ontario zu bedienen. Mit der 2013 ebenfalls in Denver ins Leben gerufenen US-Technology Group für die lokale Produktentwicklung baute SMA seine Aktivitäten weiter aus. Im selben Jahr eröffnete das Unternehmen ein eigenes Solar Monitoring Center.

SMA beliefert zudem sieben Großanlagen in Kalifornien mit Zentralwechselrichtern mit einer Gesamtleistung von 700 Megawatt. Swinerton Renewable Energy, ein Projektentwickler und Anlagenbauer (EPC) aus San Diego, wird für alle Projekte den Sunny Central 2.200-US nutzen. SMA wird die 317 Wechselrichter jeweils mit dem Baubeginn der Anlagen liefern.

Die Bauarbeiten für das erste Projekt – den Solarpark Springbok im kalifornischen Kern County mit einer Leistung von 108 Megawatt – sind bereits angelaufen. 2016 sollen alle sieben Anlagen mit jeweils 50 bis 150 Megawatt Leistung fertiggestellt sein. Der Sunny Central 2.200-US wurde eigens für den US-amerikanischen Markt entwickelt. Er bietet 2.200 Kilowatt Ausgangsleistung bei 1.000 Volt DC-Spannung. Zusätzlich bietet er Funktionen zum Netzmanagement und Systemdienstleistungen, zum Beispiel Blindleistung.

www.sma.de

Umsatz in diesem Jahr fast verdoppelt

Der Wechselrichterhersteller Kaco New Energy aus Neckarsulm wird in diesem Jahr seinen Umsatz gegenüber 2014 nahezu verdoppeln. Bis zum Jahresende rechnet Firmenchef Ralf Hofmann, dass der Umsatz auf rund 200 Millionen Euro wachsen wird. Kaco hat neben den Werken in Baden-Württemberg zwei Tochtergesellschaften in den USA und in Südkorea.

Damit hat Kaco ebenso die Trendwende geschafft wie der große Mitbewerber SMA aus Kassel. Auch SMA schreibt in diesem Jahr wieder schwarze Zahlen. Für 2016 strebt Kaco an, den Umsatz auf 250 Millionen Euro zu erhöhen.

Der gute Abschluss in diesem Jahr basiert auf Zuwächsen in Nordamerika sowie in Asien, hier vor allem in Südkorea und Thailand. Allein nach Thailand wurden 25 Powador XP 500-HV TL exportiert, ebenso 15 solcher Geräte in den hart umkämpften japanischen Markt. In den USA konnte Kaco seine Umsätze sogar verdreifachen. Diese beiden Aufträge (in Summe: 20 Megawatt) brachten zusammen drei Millionen US-Dollar ein. Neben den innovativen Produkten setzt Kaco auf kompetenten Service sowie regionale Vertriebspartner, beispielsweise in Saudi-Arabien.

www.kaco-newenergy.com

Neuer Gigant bis zwei Megawatt

Der Wechselrichteranbieter ABB hat in diesem Jahr den neuen Zentralwechselrichter PVS980 eingeführt. Er ist für die Außenaufstellung geeignet und wird als komplette Containerlösung installiert. Der Großumrichter leistet bis 2.000 Kilowatt und verarbeitet DC-Spannungen bis 1.500 Volt. Der wartungsarme Wechselrichter verfügt über eine innovative Kühltechnologie, deshalb ist er sehr robust und kompakt. Gegenüber dem Vorgängermodell PVS800 wurden die Kosten nochmals gesenkt.

Der Wechselrichter verfügt über Funktionen zur Netzunterstützung, wie die Regelung von Wirkleistung und Blindleistung einschließlich der Blindleistung während der Nacht.

Eines der wichtigsten Merkmale ist das autarke Kühlsystem. Es wurde für den Frequenzumrichter ACS800-38 entwickelt und nun auf den neuen Zentralwechselrichter angewendet. Er verwendet die Phasenwechsel- und die Thermosiphon-Technologie, damit Außenluft nicht in die kritischen Teile des Wechselrichters gelangen kann. Mit Schutzart IP65 arbeitet der Wechselrichter sowohl bei Kälte als auch extremer Hitze und starker Luftfeuchtigkeit zuverlässig. Die Luftkühlung und die Leistungsdichte eines flüssigkeitsgekühlten Wechselrichters ergeben ein wartungsarmes und einfach in Betrieb zu nehmendes Gerät, da es keine Pumpen, Ventile, Dichtungen oder Zusatzstoffe gibt und keine Flüssigkeiten nachgefüllt werden müssen.

Um die Finanzierbarkeit zu erfüllen und eine hohe Anlagenrendite zu sichern, unterstützt ABB seine Kunden mit einem Servicenetz, das in mehr als 60 Ländern einen umfassenden Service anbietet.

www.abb.com

Phoenix aus der Asche

Im bayerischen Burgau wurde eine neue Fabrik für Wechselrichter angefahren. Sie fertigt Geräte der Marke Solarmax. Alle Markenrechte und die Maschinen wurden von der insolventen Sputnik Engineering AG in Biel übernommen.

Die neue Solarmax-Gruppe hat die Fertigung von Stringwechselrichtern und Zentralwechselrichtern aufgenommen. Die im Juni gegründete Firma hatte die Markenrechte und den Maschinenpark der insolventen Sputnik Engineering AG im eidgenössischen Biel übernommen. Zunächst waren eine Hotline und ein Netzwerk für den Service aufgebaut worden. Nun lief auch die neue Fertigung in Bayern an.

Ab sofort stellt das Unternehmen Stringwechselrichter für Wohnhäuser und Gewerbegebäude her. Die Zentralwechselrichter sind für Solarkraftwerke geeignet. Zudem wurde eine Entwicklungsabteilung aus ehemaligen Sputnik-Mitarbeitern aufgebaut. „Neben dem Service für Altgeräte der Sputnik Engineering AG werden wir kontinuierlich neue Geräte entwickeln, die optimal auf die Kundenbedürfnisse und Marktanforderungen abgestimmt sind“, sagt Mathias Mader, Geschäftsführer von Solarmax. Die erste Neuentwicklung soll im kommenden Jahr verfügbar sein.

Das neue Werk befindet sich in Burgau, nur 20 Kilometer von Ellzee entfernt. Dort hat Solarmax seinen Sitz. Hauptgesellschafter ist die Renervest-Gruppe aus Waldstetten in Bayern. Die Investmentgesellschaft bringt zehn Jahre Erfahrung in den erneuerbaren Energien mit. Neben den Markenrechten und dem Produktionsequipment hat das Unternehmen die Warenlager, die Onlineportale und die Servicezentren in Annaberg-Buchholz (Sachsen) und Salez (Sankt Gallen) übernommen.

www.solarmax.com